异构边缘设备多种复杂模式下的智能传输控制方法技术

本发明专利技术属于智能制造系统边缘侧设备数据采集技术领域，具体说是一种异构边缘设备多种复杂模式下的智能传输控制方法。主要包括三部分：(1)数据多协议采集部分，通过所述技术，工业现场支持OPCUA的设备和不支持OPCUA的设备均可通过该部分进行采集。(2)OPCUA服务器基础部分，包含地址空间、数据显示、配置界面、历史、日志、警报等。(3)OPCUA数据访问部分。OPCUA数据访问部分主要完成对采集数据的对外传输，与OPCUA客户端建立连接，完成不同设备和不同系统层级间的互联互通。统层级间的互联互通。统层级间的互联互通。

【技术实现步骤摘要】
异构边缘设备多种复杂模式下的智能传输控制方法


[0001]本专利技术属于智能制造系统边缘侧设备数据采集
，具体说是一种异构边缘设备多种复杂模式下的智能传输控制方法。

技术介绍

[0002]工业现场存在各种不同的设备，其种类繁多，通信方式多样，语义信息不一，由此产生的多源异构数据很难得到利用，也很难达到设备间的互联互通。其数据异构主要表现在以下三个方面：
[0003]①
系统异构：数据源产生的设备不同、数据库版本不同、操作系统不同。
②
结构异构：不同品牌的厂商提供的设备所提供的接口不同，导致数据产生结构不同。
③
来源异构：同一数据属性来源于不同的设备提供者。
[0004]OPC UA作为目前工业4.0和智能制造产线中常用的协议标准，具有平台独立性、扩展性、高可靠性性和连接互联网的能力。利用OPCUA可以有效解决物联网系统间设备交互困难的问题。
[0005]但目前工业现场中，大部分设备并不支持OPCUA协议，同时数据传输协议也并不统一，多种协议并存，甚至有设备厂商根据标准协议修改的私有协议。因此边缘设备异构数据的智能传输存在很大挑战，亟需面向工业现场的高可用性数据智能传输技术。

技术实现思路

[0006]针对现有技术存在的上述不足之处，本专利技术主要解决的技术问题是工业现场多源异构数据的智能传输控制技术，提升设备与设备之间，设备与上层客户端间的通信能力，进而实现智能制造行业中信息在各系统层级之间的互联互通。
[0007]一种异构边缘设备多种复杂模式下的智能传输控制方法，即将工业现场依靠不同协议进行数据传输的设备通过OPC UA完成数据传输，达到设备间和上层客户端的互联互通。本专利技术可应用于边缘侧设备间数据传输、边缘侧系统建构、数据采集系统建构、物联网系统建构、智能制造等领域。
[0008]本专利技术为实现上述目的所采用的技术方案是：
[0009]异构边缘设备多种复杂模式下的智能传输控制系统，包括：
[0010]多协议数据采集模块，用于采集工业现场异构边缘设备的设备数据并转换为统一的OPC UA协议格式，并发送给OPC UA数据访问模块；
[0011]OPC UA数据访问模块，用于与OPC UA客户端建立连接，完成OPC UA客户端与工业现场异构边缘设备之间的数据交互。
[0012]还包括OPC UA服务器基础模块，用于地址空间数据储存以及根据需求增加对应的扩展功能。
[0013]所述扩展功能包括数据展示、数据配置、报警、历史、日志服务中的至少一种。
[0014]所述多协议数据采集模块包括：
[0015]支持OPC UA协议数据采集模块，用于采集支持OPC UA协议的工业现场边缘设备的设备数据并发送给OPC UA信息建模数据采集接口；
[0016]不支持OPC UA协议数据采集模块，用于采集不支持OPC UA协议的工业现场边缘设备的设备数据，对其进行处理，得到OPC UA协议格式的设备数据并发送给OPC UA信息建模数据采集接口；
[0017]OPC UA信息建模数据采集接口，用于对设备数据进行整合并发送给OPC UA数据访问模块。
[0018]所述不支持OPC UA协议数据采集模块，包括：
[0019]设备信息源模型构建模块，用于基于的工业现场边缘设备的属性、设备组件的属性以及设备方法进行定义，构建设备信息源模型；
[0020]模型映射模块，用于利用XML文档将设备信息源模型映射到OPC UA信息模型，完成设备数据的协议转换。
[0021]异构边缘设备多种复杂模式下的智能传输控制方法，包括以下步骤：
[0022]多协议数据采集模块采集工业现场异构边缘设备的设备数据并转换为统一的OPC UA协议格式，并发送给OPC UA数据访问模块；
[0023]OPC UA数据访问模块与OPC UA客户端建立连接，完成OPC UA客户端与工业现场异构边缘设备之间的数据交互。
[0024]所述多协议数据采集模块执行以下步骤：
[0025]支持OPC UA协议数据采集模块采集支持OPC UA协议的工业现场边缘设备的设备数据并发送给OPC UA信息建模数据采集接口；
[0026]不支持OPC UA协议数据采集模块采集不支持OPC UA协议的工业现场边缘设备的设备数据，对其进行处理，得到OPC UA协议格式的设备数据并发送给OPC UA信息建模数据采集接口；
[0027]OPC UA信息建模数据采集接口对设备数据进行整合并发送给OPC UA数据访问模块。
[0028]所述不支持OPC UA协议数据采集模块执行以下步骤：
[0029]设备信息源模型构建模块基于的工业现场边缘设备的属性、设备组件的属性以及设备方法进行定义，构建设备信息源模型；
[0030]模型映射模块利用XML文档将设备信息源模型映射到OPC UA信息模型，完成设备数据的协议转换。
[0031]异构边缘设备多种复杂模式下的智能传输控制系统，包括存储器和处理器；所述存储器，用于存储计算机程序；所述处理器，用于当执行所述计算机程序时，实现所述的异构边缘设备多种复杂模式下的智能传输控制方法。
[0032]一种计算机可读存储介质，所述存储介质上存储有计算机程序，当所述计算机程序被处理器执行时，实现所述的异构边缘设备多种复杂模式下的智能传输控制方法。
[0033]本专利技术具有以下有益效果及优点：
[0034]1.本专利技术提供了一种工业互联网边、端、云系统架构。所述系统架构依据所述利用OPCUA的异构设备智能传输技术可解决不同协议设备数据传输困难的问题，实现系统不同层级间的互联互通，完成云端存储，达到智能传输的效果。
[0035]2.本专利技术提出了一种OPCUA服务器中间件技术。可以进行工业现场多协议设备的数据采集，同时将数据转换为满足OPCUA协议的数据，便于数据的传输和存储。另外，通过所述服务器中间件可以将设备端数据传输到管理展示端或者存储到云端。
[0036]3.本专利技术提出了一种面向多源异构数据的OPCUA信息模型数据采集模块。可以完成工业现场多种协议设备的数据采集作业，将不支持OPCUA协议设备的源信息模型映射到符合OPCUA标准的OPCUA信息模型，信息模型以XML文档形式，简单高效，可复用性强。
附图说明
[0037]图1为OPCUA服务器中间件架构图；
[0038]图2为设备源信息模型通用格式图；
[0039]图3为工业互联网边端云实例架构图；
[0040]图4为机器人信息模型实例图。
具体实施方式
[0041]下面结合附图及实施例对本专利技术做进一步的详细说明。
[0042]一种异构边缘设备多种复杂模式下的智能传输控制方法，具体为一种OPCUA服务器的中间件技术，包括以下部分：
[0043]1)多协议设备数据采集。将工业现场支持OPC U本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.异构边缘设备多种复杂模式下的智能传输控制系统，其特征在于，包括：多协议数据采集模块，用于采集工业现场异构边缘设备的设备数据并转换为统一的OPC UA协议格式，并发送给OPC UA数据访问模块；OPC UA数据访问模块，用于与OPC UA客户端建立连接，完成OPC UA客户端与工业现场异构边缘设备之间的数据交互。2.根据权利要求1所述的异构边缘设备多种复杂模式下的智能传输控制系统，其特征在于，还包括OPC UA服务器基础模块，用于地址空间数据储存以及根据需求增加对应的扩展功能。3.根据权利要求2所述的异构边缘设备多种复杂模式下的智能传输控制系统，其特征在于，所述扩展功能包括数据展示、数据配置、报警、历史、日志服务中的至少一种。4.根据权利要求1所述的异构边缘设备多种复杂模式下的智能传输控制系统，其特征在于，所述多协议数据采集模块包括：支持OPC UA协议数据采集模块，用于采集支持OPC UA协议的工业现场边缘设备的设备数据并发送给OPC UA信息建模数据采集接口；不支持OPC UA协议数据采集模块，用于采集不支持OPC UA协议的工业现场边缘设备的设备数据，对其进行处理，得到OPC UA协议格式的设备数据并发送给OPC UA信息建模数据采集接口；OPC UA信息建模数据采集接口，用于对设备数据进行整合并发送给OPC UA数据访问模块。5.根据权利要求4所述的异构边缘设备多种复杂模式下的智能传输控制系统，其特征在于，所述不支持OPC UA协议数据采集模块，包括：设备信息源模型构建模块，用于基于的工业现场边缘设备的属性、设备组件的属性以及设备方法进行定义，构建设备信息源模型；模型映射模块，用于利用XML文档将设备信息源模型映射到OPC UA信息模型，完成设备数据的协议转换。6.异构边缘设备多种复杂模式下的智能传输控制方法，其特征在于，包括以下步骤：多协...

【专利技术属性】
技术研发人员：库涛，李进，刘金鑫，林乐新，俞宁，
申请(专利权)人：中国科学院沈阳自动化研究所，
类型：发明
国别省市：